探究推力轴承的安装与调整方法

1推力基础环的预装

第一步，将下机架调平，以下导瓦支柱螺栓承重环为基准调整推力基础环同心度在标准范围内；用内六角螺栓将基础环固定在下机架上，内六角螺栓的把合力矩应符合图纸要求。第二步，按图纸要求钻铰销钉孔，复测推力基础环与下导瓦支柱螺栓承重环同心度在标准范围内。第三步，取出销钉并松开把合螺栓，将推力基础环吊放在临时支墩上，清扫推力基础环，按标准要求检查基础环表面。第四步，参考图纸，以阻油环为样板，在下机架挡油圈上配钻把合螺孔，检查挡油圈、阻油环与下导支柱螺栓支撑环圆度和同心度均在标准范围内。

2推力轴承组装

第一步，搭设封闭遮盖棚，以防灰尘及外界杂物污染；抽查弹簧束装配的高度应在设计公差范围内；仔细清扫推力瓦上各螺栓孔和高压油孔，清扫干净后在其表面上抹透平油；测量推力瓦厚度、宽度以及测温孔与瓦面距离等；清除间隔块、弹簧挡块上的毛刺；将瓦面导油槽边尖角修圆。第二步，调整推力基础环水平值在标准范围内，用螺栓将间隔块固定在基础环上，间隔块之间布置一定数量的弹簧，在弹簧上放置推力瓦，检查推力瓦进油边与间隔块之间的间隙符合图纸要求后，抬走推力瓦，瓦面抹上透平油，用耐油橡胶皮或毛毡盖好推力瓦。第三步，按设计力矩要求对称把紧间隔块把合螺栓，检查间隔块与推力基础环之间的间隙，应符合图纸要求。第四步，安装弹簧挡块，调整间隙满足图纸要求。以弹簧挡块为样板在基础环上配钻把合螺孔，回装弹簧和弹簧挡块。第五步，将推力瓦安装在推力轴承弹簧上，用连板将推力瓦固定在推力基础环上，用深度尺测量推力基础环下平面到推力瓦上平面的高度，控制高度差值在标准范围内。推力瓦表面均匀抹上合格的透平油，用干净的塑料布进行遮盖。第六步，彻底清扫下机架油槽，正式安装推力轴承、阻油环，并盖上防尘塑料布。

3地下电站#27水轮发电机推力瓦温差调整

推力瓦温差受较多因素的影响，包括加工误差（轴瓦巴士合金厚度、瓦厚度、瓦面平面度、瓦底平面度、平行度、测温孔位置差异、弹簧束装配高度差、传感器把合螺纹差异、推力基础环水平度）、元件精度误差（碟簧束装配性能差异、传感器精度）、油流动差异、安装误差等的影响。地下电站#27水轮发电机调试期间，机组72h满负荷试运行试验完成后推力瓦温差为12.8K，其中#12推力瓦温度异常低。

3.1推力瓦温差调整分析、实施

瓦温调整过程中，须充分考虑被调整瓦在调整后对左右瓦的影响，尤其当某块瓦已经调整到不能再调整的时候，就得开始逆向调整其左、右瓦的温度来达到目的。所有推力瓦温度数据中，是否存在个别异常偏低或者偏高现象，一般情况下，这时得考虑到对应温度计、推力瓦本体或者安装方面的问题。推力瓦温度分布沿轴线呈明显高低片区分布，这说明机组推力轴承在运行过程中受力存在明显的偏心问题，则需要结合瓦温分布情况调整机组镜板水平等。相邻推力瓦温差大于3K的，需要着重分析、检查。求出平均推力瓦值，再结合温差控制标准要求值，分别找出同比高温点、低温点，依据同比温差以及实验台研究的理论进行调整，尽可能选择最合理、简洁的调整方式。

如果调整过程中发现某块瓦在加垫或者减弹簧后，仍按照相反的趋势变化，这时应重点考虑调整过程中是否看错瓦编号、移动了配套测温电阻等。推力瓦温差调整实施工艺如下：推力瓦温差调整主要工具包括液压千斤顶、临时制作的楔子、假弹簧、扳手等。全过程：利用制动系统顶起转子；排油、开油槽门、清理油槽；拆下外径方向弹簧挡块，以及连板；在出油边的弹簧挡块上面临时安装液压千斤顶，并把推力瓦往上顶起；由外径方向向内径方向拆下弹簧，对于最靠近中心的弹簧，需要配合以液压千斤顶内移、同时在推力瓦与间隔块之间安装临时楔子或者安装适量假弹簧以使推力瓦平稳顶起；如需要，则加装垫片（加垫片前，应对垫片进行修边处理）；回装弹簧，如需要，按照方案在合适位置安装假弹簧代替真弹簧；落下推力瓦，同时，回装弹簧挡块、连板。#27水轮发电机调整基准数据为72h满负荷试运行时的瓦温数据（推力瓦温度分布曲线），可以得到其平均瓦温为73.76℃。依据精品机组2.5K的标准，则大体可以确定小于72.5℃、大于75℃的瓦温均需要调整；其中#12瓦温度异常低，须着重检查后再做决定；然而从推力瓦分布曲线图可以看出，推力瓦有明显的高、低温分布区（排除个别瓦温度偏低或者偏高），结合上导轴承、下导轴承与水导轴承的摆度、温度分布情况（水导轴承摆度偏大，且其转频相位角与上导轴承呈180°；上导轴承瓦温、下导轴承瓦温和水导轴承瓦温均有明显的高、低温分布区），充分说明机组轴系在压力钢管充水后存在一定程度的倾斜，这就要求在正式调整瓦温差之前，须重新盘车检查机组镜板的水平度、并进行调整。根据机组振动、摆度情况，以及推力瓦、上下导轴承瓦温特点，首先采取在有水压的情况下，对镜板水平进行测量，测量结果为：水平度0.0534mm/m，相位角-75°。相比安装时（无水压状态）的水平度偏差较大。为了减小推力、上导、下导瓦温差，决定将镜板水平（有水压情况下）调整到标准要求范围内，通过调整下机架支臂周向键，确保其与安装时的数据基本一致。之后，开机检查调整效果，上导、水导、下导及推力瓦温差有明显改善，水导轴颈处摆度也有明显改善。为进一步优化推力瓦温差，综合考虑机组72h试运行以及下机架水平调整后的温度分布，特制定如下调整方案：着重检查#12推力瓦及其配套测温电阻（RTD）安装情况，之后再确定具体调整方案细节；#2、#21瓦各加垫0.15mm，#9、#18、#20瓦各加垫0.10mm，#8、#11、#16、#17瓦各减3个弹簧，#26瓦减6个弹簧。打开推力轴承油槽后检查#12推力瓦，发现其RTD没有完全安装到位，由此，决定暂不调整#12推力瓦。调整完成后，开机带负荷运行检查调整效果。得到推力瓦温差由12.8K减小到6K，其中#12推力瓦在RTD安装到位后温升8.7K，每减少3个弹簧均降约0.96K，每加垫0.10mm温升约1.34K；调整瓦，影响邻近瓦温度变化0.3K～0.5K。为第一次调整后推力瓦温度分布曲线。以第一次推力瓦温差调整后的瓦温数据为基准，后续一共还进行了3次推力瓦温差调整，具体实施过程基本同第一次，最终得到推力瓦温差为2.5K。图7为地下电站#27水轮发电机第四次推力瓦温差调整后温度分布曲线。

3.2推力瓦温差调整总结

推力轴承组装前，必须逐一测量、检查推力瓦厚薄等相关尺寸，应符合设计要求范围；配套测温电阻需送检，以排除测温电阻本体精度问题。推力轴承组装及正式安装过程中，必须严格控制瓦平面水平度等质量指标；测温电阻安装到位后，须仔细检查RTD是否按统一长度插入、是否存在没有预紧RTD背帽螺母的现象，以及温度计点位与监控点位是否对应等；鉴于RTD插入推力瓦后，无法检测其在测温孔里面的情况（相关研究表明，测温孔轴向温差梯度较大），如果能够设计成粘贴式或者更小型号的RTD也许更能达到统一安装标准。水轮机蜗壳的形状决定了其充水后，将造成机组基础4个方位不同程度的上抬，直接影响机组镜板水平，进而影响机组运行时的瓦温、振摆情况；所以，除机组设计时考虑相关因素外，机组安装过程中也可以适量结合上抬量，调整机组轴线，或者采取压力钢管充水状态下的镜板水平调整等。通过高温瓦减弹簧，低温瓦加垫片的方式可以实现弹簧束支撑结构推力瓦温差的调整，建议实施前，排除(1)～(3)所述的影响因素。地下电站#27水轮发电机推力瓦前后4次温差调整，得到每加垫0.10mm后平均温度上升约1.09K，每减小3个弹簧后平均温度下降约0.96K。

4结语

影响推力瓦温差的因素很多，在安装、调整阶段，要逐一排除这些影响因素是一个非常复杂过程，尤其是弹簧束支撑结构的推力轴承。地下电站#27水轮发电机推力瓦温差（精品机组标准）调整成功的案例，为后续同类型机组推力轴承装配、推力瓦温差检查和调整等提供经验参考。

作者：马代斌 单位：中国葛洲坝集团公司